[发明专利]一种浆态床合成液体燃料催化剂与产物连续分离的方法及设备

说明书

技术领域

本发明属于一种催化剂与产物连续分离方法及设备，具体地说涉及一种浆态床合成液体燃料的催化剂与产物连续分离的方法及设备。

背景技术

由于石油资源短缺、液体燃料供需矛盾突出，该工艺对保障国家经济持续发展、社会稳定和石油安全也具有重要的意义。煤制油有两种技术路线：一种是煤加氢直接液化合成油品，对煤质要求高；另一种是煤先气化为合成气，然后再在催化剂作用下间接液化合成油品，该法适用煤种宽。两种技术路线不同，适用的煤种不同，各有特点，且可互为补充。

以合成气为原料可生产各种油品和基本有机化学品，如汽油、柴油、煤油、润滑油及乙烯、丙烯和低碳醇等；工艺所得的油品品质优良，可作为石油炼制油品的调和组分，因此，煤间接液化是一种煤洁净高效利用的技术路线。文献：煤间接液化技术及其发展状况，通过对比固定床反应器，循环流化床反应器和浆态床反应器3种反应器。已知浆态床反应器主要优点有：

1)合成气通过浆态床反应器的气体分布器，产生的小气泡均匀经过反应器浆液，与悬浮在浆液中的催化剂接触更加充分，提高了反应速率。

2)浆态床反应器具有良好的传热性能，有利于反应温度的控制和反应热的移出，可实现近等温操作，确保催化剂有较高的反应活性和选择性的同时，也可有效避免催化剂因积碳、烧结导致失活。

3)浆态床反应器能实现催化剂的在线更新和连续操作，通过有规律地替换催化剂，实现催化剂的平均寿命有效控制，从而更易于控制产物的选择性，提高粗产品的质量。

4)浆态床反应器可以直接使用现代大型气化炉生产的低H₂/CO比值(0.6～0.8)的合成原料气，生产操作弹性大，合成气单程转化率高等优点。

从上述可知，浆态床合成反应器在合成液体燃料过程具有明显的优势，成为目前合成液体燃料尤其是合成柴油工业化首选的反应器。文献：煤间接液化技术开发现状及工业前景中讲到浆态床反应器要求催化剂粒度在一定的范围内，且要具有较强的耐磨损强度。目前，可以满足浆态床间接液化合成液体燃料的催化剂主要有铁基和钴基两种。但是由于浆态床反应器使用催化剂的粒度是以μm为单位，而浆态床的主体是蜡，粘度较大，催化剂不可能依靠重力沉降而与液态蜡分离，为了得到纯净的烃类产品，就必须将他们彻底分开。所以有效地解决浆态床间接液化合成液体燃料工业化的关键问题就是解决催化剂与蜡的分离问题。

目前主要的分离方法有：过滤(专利：CN 03150742.5，专利：EP 1405664)、沉降(专利：CN 200410012201.X，专利：CN 200410012202.4，专利：CN03118581.9)、膜分离(专利：CN 200510094322.8)、磁分离(专利：CN101229499A)以及旋流器-沉降系统-膜分离系统相结合方法(专利：CN101733045A)。过滤是固液分离最传统、最常用的方法，虽然过滤的精度可以满足分离的要求，但是滤布容易堵塞，往往会影响设备的长周期运行。沉降作为另外一种常用的固液分离方法，存在着分离时间长、设备庞大的缺陷。膜分离流程简单，但是分离精度与固体催化剂的含量有关，在相同处理量的情况下，含催化剂量越高需要膜分离的面积越大，设备投资越高。磁分离方法具有针对性强，只能适用于铁基催化剂，所以普遍使用受到限制。旋流器-沉降系统-膜分离系统相结合方法虽然经过旋流器-沉降系统降低了含固体量，可以适当减小分离膜的面积，降低了设备投资，但是对催化剂含量界限要求严格，应用受到限制。因此，一直以来，催化剂和蜡的分离技术是浆态床合成液体燃料能否连续长期运行的关键，直接关系到整个工厂的正常运行及工厂的经济效益。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种能有效，连续的将浆态床合成液体燃料的催化剂与产物连续分离的方法及设备

本发明是采用在浆态床反应器外设置2级分离，第一级采用高速离心分离机分离，第二级选用多层金属丝网烧结滤芯过滤器分离。在确保整套装置连续运转的同时，获的产品纯度高达99.98％的液体燃料。

本发明的具体工艺过程如下：